Spiraalvormige sterrenstelsels

Galaxy of the Mills in the Constellation of the Osa Mayor, een voorbeeld van spiraalvormige sterrenstelsel. Bron: Wikimedia Commons. ESA/Hubble

Wat is een spiraalvormige sterrenstelsel?

A Spiraalvormige sterrenstelsel Het is een groep schijfvormige sterren met spiraalvormige armen, die zich de vorm van een windmolen herinnert. De vorm van de armen varieert sterk, maar in het algemeen wordt een gecondenseerd centrum omringd door een album waaruit spiralen spruiten duidelijk onderscheiden is. 

Bijna 60% van de nu bekend sterrenstelsels zijn spiralen met de volgende karakteristieke structuren: centrale bolling of galactische bol, schijf, spiraalarmen en halo.

Dit zijn sterrenstelsels van buitengewone schoonheid die zich kunnen bevinden in constellaties zoals Eridano. Allemaal gecodeerd dankzij het werk van astronoom Edwin Hubble (1889-1953).

Kenmerken van spiraalvormige sterrenstelsels

Tweederde van de spiraalvormige sterrenstelsels hebben een centrale balk, die een subtype vormt genaamd Barrada spiraalvormige sterrenstelsels, Om hen te onderscheiden van eenvoudige spiraalvormige sterrenstelsels. Ze hebben slechts twee spiralen die de balk verlaten en zichzelf in dezelfde richting schroeven. Onze Melkweg is een voorbeeld van Barrad -spiraalvormige sterrenstelsel, hoewel we het niet vanuit onze positie kunnen observeren.

De centrale bobbel is roodachtig, vanwege de aanwezigheid van oudere sterren. In de kern zelf is er weinig hoeveelheid gas en in het midden wordt meestal een zwart gat gevonden. 

Het album daarentegen is blauwachtig en rijk aan gas en stof, met de aanwezigheid van jonge en meest hete sterren die in bijna cirkelvormige trajecten rond de galactische kern draaien, maar langzamer dan die van de kern.

Wat de spiralen betreft, ze worden in een grote variëteit gepresenteerd, waaruit ze sterk rond centrale uitpuilen zijn gerold of de armen die hierover opener zijn gerangschikt. Ze vallen op dankzij het grote aantal jonge, blauwe en hete sterren die bevatten.

Er zijn verschillende theorieën over waarom ze worden gevormd, waar we later over zullen praten.

Eindelijk is er een sferische halo die het hele album omringt, slecht in gas en stof, waarin de oudere sterren zijn gegroepeerd in bolvormige clusters, enorme groepen met duizenden en tot miljoenen sterren die op hoge snelheid bewegen.

Soorten spiraalvormige sterrenstelsels

Om de sterrenstelsels te classificeren volgens hun morfologie (uiterlijk zoals ze worden gezien vanaf de aarde) wordt de toets gemaakt door Edwin Hubble gebruikt in 1936. Deze classificatie werd vervolgens aangepast door andere astronomen door subtypen en cijfers toe te voegen aan de oorspronkelijke notatie.

Kan u van dienst zijn: Elektrisch potentieel: formule en vergelijkingen, berekening, voorbeelden, oefeningen Hubble -toets

Hubble gecodificeerde sterrenstelsels op deze manier: E voor elliptische sterrenstelsels, onderliggende sterrenstelsels met een langzame vorm en met de spiralen. 

Later werden nog twee categorieën toegevoegd om Barrad -spiraalvormige sterrenstelsels op te nemen met SB en sterrenstelsels waarvan de vorm geen patroon volgt en onregelmatig is: onregelmatig. Ongeveer 90 % van alle waargenomen sterrenstelsels zijn elliptisch of spiralen. Slechts 10% staat in de IRR -categorie.

Hubble geloofde dat sterrenstelsels hun leven begonnen als bolvormige structuren van type E0 en vervolgens de armen ontwikkelen en spiraalvormige sterrenstelsels worden die uiteindelijk onregelmatig zouden zijn.

Dit gebeurt echter niet. Elliptische sterrenstelsels hebben een veel langzamere rotatiebeweging die hen niet zal leiden tot krimpen en spiralen genereren.

In de armen van de Hubble -toets bevinden zich de spiraalvormige sterrenstelsels: S voor de normale spiralen en SB voor de spiralen van de Barrads. Town Letters geven de subtypen aan: "A" geeft aan dat de spiralen goed gesloten zijn rond de kern, terwijl "C" wordt gebruikt wanneer ze kleiner zijn. Ook neemt het aandeel gas consistent toe.

De Melkweg is SBB, met de zon in een van de spiraalvormige armen: de Orion -arm, noemde dat omdat er daarin ook de sterren van dit sterrenbeeld zijn, een van de meest opvallende uitzichten van de aarde.

Theorieën over de oorsprong van spiralen

De oorsprong van spiraalvormige armen is nog niet met zekerheid bekend, maar er zijn verschillende theorieën die ze proberen uit te leggen. Om astronomen te beginnen, zagen ze al snel dat de verschillende structuren van een spiraalvormig sterrenstelsel op verschillende snelheden roteren. Dit staat bekend als Differentiaalrotatie En het is een kenmerk van dit soort sterrenstelsels. 

Het interieur van de spiraalvormige sterrenstelsels draait veel sneller dan buiten, terwijl de halo niet roteert. Om deze reden werd in het begin aangenomen dat dit de oorzaak was van de spiralen en niet alleen dit, het is ook het bewijs van het bestaan ​​van donkere materie.

NGC 2207 Galaxy en de IC 2163 Galaxy Views door de Hubble Space Telescope

Als dat zo is, zouden de spiralen echter van korte duur zijn (in astronomische termen natuurlijk), omdat ze op zichzelf zouden rollen en verdwijnen.

Dichtheidsgolven en zelfproximatie van sterren

Een meer geaccepteerde theorie om het bestaan ​​van spiralen te verklaren is die van dichtheidsgolven. Deze theorie, gemaakt door de Zweedse astronoom Bertil Lindblad (1895-1965) Postulaat.

Kan u van dienst zijn: schijnbare dichtheid: formule, eenheden en oefeningen opgelost

Op deze manier worden gebieden met meer concentratie gecreëerd, zoals spiralen, en anderen met minder, dat zouden de ruimtes tussen hen zijn. Maar deze gebieden hebben een beperkte duur, zodat de armen kunnen bewegen, hoewel hun vorm op tijd aanhoudt.

Dit verklaart waarom spiralen zeer actieve regio's zijn wat de sterproductie betreft. Daar zijn het gas en het stof meer geconcentreerd, dus Gravity komt tussenbeide zodat de kwestie gegroepeerd is en protoestrellas vormt, die aanleiding zal geven tot jonge en massieve sterren.

De andere theorie die de spiralen wil uitleggen, is die van zelfpropeller. Het is bekend dat de blauwe en massieve sterren van spiraalvormige armen kort zijn in relatie tot koudere en roodstige sterren in de kern.

De eerste beëindigen meestal hun leven in gigantische supernova -explosies, maar het materiaal kan worden gerecycled en nieuwe sterren op dezelfde plaats vormen als de vorige: spiraalvormige armen.

Dit zou de persistentie van de armen verklaren, maar niet de oorsprong ervan. Dat is de reden waarom astronomen geloven dat ze te wijten zijn aan een combinatie van factoren: dezelfde differentiële rotatie, het bestaan ​​van dichtheidsgolven, zelfproximatie van sterren en interacties die met andere sterrenstelsels leden.

Al deze omstandigheden geven samen aanleiding tot verschillende soorten spiraalvormige armen: fijn en duidelijk afgebakend of dik en weinig gedefinieerd.

Verschillen met elliptische sterrenstelsels

Het meest voor de hand liggende verschil is dat sterren in elliptische sterrenstelsels op een meer uniforme manier worden verdeeld dan in spiralen. Hierin zien ze er geconcentreerd uit op het meest roodachtige album en verspreid in spiraalvormige armen, blauwachtig, in plaats daarvan is de verdeling in elliptische sterrenstelsels ovaal.

Een ander onderscheidend kenmerk is de aanwezigheid of afwezigheid van interstellair gas en stof. In elliptische sterrenstelsels werden de meeste materie lang geleden sterren, hebben daarom weinig gas en stof. 

Van hun kant hebben spiraalvormige sterrenstelsels gebieden waar gas en stof, die aanleiding geven tot nieuwe sterren, overvloedig zijn.

Het volgende opmerkelijke verschil is het type sterren. Astronomen onderscheiden twee sterrenpopulaties: de bevolking en bevolking II, van oudere sterren. Elliptische sterrenstelsels bevatten populatiesterren II en weinig elementen zwaarder dan helium.

Aan de andere kant bevatten spiraalvormige sterrenstelsels populaties I en II. In de schijf en armen overheerst de bevolking I, jongere en hoge metalliciteit. Dit betekent dat ze zware elementen bevatten, resterende sterren die al ontbreken, terwijl in de halo de oudste sterren zijn.

Kan u van dienst zijn: axiale belasting: hoe het wordt berekend en opgelost

Dit is de reden waarom sterren zich nog steeds vormen in spiraalvormige sterrenstelsels, terwijl de elliptics dat niet doen. En het is waarschijnlijk dat elliptische sterrenstelsels het resultaat zijn van botsingen tussen spiraalvormige en onregelmatige sterrenstelsels, waarin het grootste deel van het kosmische stof verdwijnt en daarmee de mogelijkheid om nieuwe sterren te creëren.

Deze botsingen tussen sterrenstelsels zijn frequente gebeurtenissen, in feite wordt aangenomen dat de Melkweg in botsing is met kleine satellietstelsels: de Sagdeg Boogschutter elliptische elliptische melkweg en de dwerg Galaxy of the Can Mayor.

Vergelijkingsdiagram

Verschillen tussen elliptische en spiraalvormige sterrenstelsels. Bron: Fanny Zapata.

Voorbeelden van spiraalvormige sterrenstelsels

Spiraalvormige sterrenstelsels in overvloed in het universum. Uitzicht vanaf de aarde zijn objecten van buitengewone schoonheid op zijn diverse manieren. In het sterrenbeeld van Eridano zijn er bijvoorbeeld vijf spiraalvormige sterrenstelsels van verschillende soorten, waaronder drie barrads. Een daarvan is NGC 1300, die hieronder wordt weergegeven.

De melkweg

Het is het sterrenstelsel dat het zonnestelsel in een van de spiraalvormige armen herbergt. Het bevat tussen de 100 en 400 miljard sterren met een geschatte omvang tussen 150 - 200 duizend lichtjaren. Het maakt deel uit van de So -Called Local Galaxies Group, naast Andromeda en ongeveer 50 meer sterrenstelsels, bijna alle dwergen.

Andromeda

Het Andromeda Galaxy

Ook bekend als M31, bevindt het zich in de Andromeda Constellation, dicht bij die van Casiopea met zijn herkenbare W -vorm van W. Het is te zien met het blote oog of met goede verrekijker op heldere en maanloze nachten. 

Hoewel het al verscheen in de verslagen van de oude Arabische astronomen, was het niet bekend dat het een sterrenstelsel was tot het begin van de 20e eeuw, dankzij de observaties van Edwin Hubble.

Het is ongeveer 2.5 miljoen lichtjaren en heeft een grootte zoals die van de Melkweg, hoewel wordt aangenomen dat het een beetje massiever is. Recente schattingen wijzen er echter op dat de massa ervan vergelijkbaar is met die van onze eigen sterrenstelsel.

Andromeda benadert ons met grote snelheid, dus wordt verwacht dat in ongeveer 4.5 miljard jaar stortte in met de Melkweg die aanleiding gaf tot een gigantisch elliptisch sterrenstelsel.

Swirl Galaxy

Swirl Galaxy en zijn satellietstelsel. Bron: Wikimedia Commons.

Het verschijnt in de Messier -catalogus als object M51 en werd ontdekt door Charles Messier zelf in 1773. Het bevindt zich in de constellatie van venatici -wandelstokken aan de noordelijke hemel, dicht bij laarzen en Leo, vanwaar het met prismatisch te zien is.

Dit majestueuze astronomische object heeft de typische spiraalvormige sterrenstelsel en bevindt zich op een geschatte afstand tussen 16 en 27 miljoen lichtjaren. Het heeft een duidelijk zichtbaar bijbehorende sterrenstelsel in telescoopafbeeldingen: de NGC 5195 Galaxy.